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专利号: 2018108470041
申请人: 北京建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 卷扬;提升;牵引
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用立体成像技术的智能塔式起重机,包括平衡臂、设置在平衡臂上的配重块和塔帽,其特征在于,还包括:塔式起重机架,所述塔帽设置在所述塔式起重机架上,并与所述塔式起重机架旋转连接;

起重臂,与所述塔式起重机架上端旋转连接,且所述起重臂和所述平衡臂端部均通过绳索与所述塔帽连接;

吊钩装置,所述吊钩装置与所述起重臂滑动连接,用于调运物体;

第一摄像装置,设置在所述起重臂上,其中,所述第一摄像装置的摄像角度为180°,用于拍摄所述起重臂以及所述起重臂下方的所述吊钩装置作业环境的图像;

第二摄像装置,设置在所述吊钩装置上,其中,所述第二摄像装置的摄像角度为360°,用于拍摄所述吊钩装置以及所述吊钩装置四周作业环境的图像;以及控制模块,与所述起重臂和所述吊钩装置连接,所述控制模块包括左眼显示器和右眼显示器,所述左眼显示器和所述右眼显示器均与所述第一摄像装置和所述第二摄像装置连接;

在所述控制模块控制所述起重臂移动时,所述左眼显示器接收第一摄像装置的图像,并以偶数帧显示图像,所述右眼显示器接收第一摄像装置的图像,并以奇数帧显示图像,并根据双眼视觉立体成像技术,在同时观看左眼显示器和右眼显示器时,形成所述起重臂以及所述起重臂下方所述吊钩装置作业环境的三维图像,并观测所述起重臂在三维图像中的移动轨迹;

在所述控制模块控制所述吊钩装置移动时,所述左眼显示器接收第二摄像装置的图像,并以偶数帧显示图像,所述右眼显示器接收第二摄像装置的图像,并以奇数帧显示图像,并根据双眼视觉立体成像技术,在同时观看左眼显示器和右眼显示器时,形成所述吊钩装置以及所述吊钩装置四周作业环境的三维图像,并观测所述吊钩装置在三维图像中的移动轨迹。

2.如权利要求1所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述控制模块还包括刷新单元,所述刷新单元用于控制所述左眼显示器和所述右眼显示器按照设定时间获取所述第一摄像装置拍摄的图像或所述第二摄像装置拍摄的图像,其中,所述刷新单元的获取设定时间为17ms~42ms。

3.如权利要求1所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述控制模块还包括:

起重臂控制单元,与所述起重臂连接,用于设定一个圆形轨迹,并按照所述起重臂控制单元在圆形轨迹上移动的角度控制所述起重臂绕所述塔式起重机架旋转相同角度;

起重臂显示单元,分别与所述起重臂控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接,当所述起重臂控制单元启动时,所述起重臂显示单元启动,并且所述起重臂显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第一摄像装置拍摄的图像;

吊钩控制单元,与所述吊钩装置连接,用于控制所述吊钩装置沿所述起重臂长度方向和垂直于所述起重臂方向移动;

吊钩显示单元,分别与所述吊钩控制单元、所述左眼显示器和所述右眼显示器连接,当所述吊钩控制单元启动时,所述吊钩显示单元启动,并且所述吊钩显示单元控制所述左眼显示器和所述右眼显示器获取和显示所述第二摄像装置拍摄的图像。

4.如权利要求3所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述智能塔式起重机还包括:

距离传感单元,设置在所述吊钩装置上,所述距离传感单元包括距离传感器、报警器以及返回器;所述距离传感器与所述报警器连接,所述距离传感器用于检测所述吊钩移动过程中与建筑物之间的距离,当所述吊钩装置与建筑物之间的距离小于距离设定值时,所述距离传感器触发所述报警器;所述报警器与所述返回器连接,所述报警器用于报警,并触发返回器;所述返回器与所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元连接,所述返回器用于锁定所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元,并控制所述起重臂控制单元和所述吊钩控制单元返回上一步操作。

5.如权利要求4所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述距离传感器的距离设定值为L,其中L的公式为:式中:L所述距离传感器的距离设定值,ω为所述智能塔式起重机的起重臂运动角速度,l为所述智能塔式起重机的吊钩的摆幅长度,α为所述智能塔式起重机的正常制动加速度,t0为驾驶员反应时间。

6.如权利要求1所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述吊钩装置包括伸缩装置和吊钩;所述伸缩装置包括:卷扬器,与所述起重臂滑动连接,所述卷扬器的钢索与所述吊钩连接,以使卷扬器通过钢索控制所述吊钩竖直方向移动,且所述卷扬器与所述吊钩控制单元电连接,以使所述吊钩控制单元控制卷扬器沿所述起重臂长度方向滑动;

伸缩套筒,套设在所述卷扬器与所述吊钩之间的钢索上,所述伸缩套筒的一端与所述卷扬器的钢索出口固定连接,所述伸缩套筒的另一端与所述吊钩固定连接,所述伸缩套筒包括n个套设连接的套筒,所述套筒为圆台形的金属管,每个所述套筒侧面母线与中心轴线的夹角相等,其中,n个所述套筒的大口径端或者小口径端直径依次减小,且相邻所述套筒之间满足:所述套筒的大直径端的直径大于与该所述套筒的大直径端连接的另一套筒的小直径端的直径,其中,n≥2。

7.如权利要求6所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述卷扬器的钢索出口设置有滑轮结构,所述滑轮结构包括滑轮组和摩擦力检测器,所述吊钩与所述卷扬器之间的钢索通过所述滑轮组进行移动,所述摩擦力检测器设置在所述滑轮组中的滑轮上,所述摩擦力检测器包括第一检测值F1和第一检测值F2,其中,第一检测值的计算公式如下:其中,F1为所述摩擦力检测器的第一检测值,n为所述滑轮组的滑轮个数,M为所述吊钩的吊装重量,m为所述滑轮组的重量,g为重力加速度;

第二检测值的计算公式如下:

F2=(M+m)g

其中,F2为所述摩擦力检测器的第二检测值,M为所述吊钩的吊装重量,m为所述滑轮组装置的重量,g为重力加速度;

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F=F1时,所述摩擦力检测器正常运行;

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F1<F<F2时,所述摩擦力检测器进行黄色预警;

当所述摩擦力检测器检测到的摩擦力值F≥F2时,所述摩擦力检测器进行红色预警。

8.如权利要求1所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述起重臂通过多个节段焊接形成,所述起重臂还包括多个焊接检测装置,所述焊接检测装置设置在相邻所述节段的焊接位置上,所述焊接检测装置用于检测相邻所述节段焊接的可靠性;

所述焊接检测装置包括第一检测套筒、第二检测套筒、支撑杆和报警器,所述第一检测套筒和所述第二检测套筒均包括固定套筒和压力检测器,所述压力检测器设置在所述固定套筒上与所述报警器连接,所述压力检测器用于所述固定套筒内壁的所受压力,并在检测到所述固定套筒受到径向压力时启动所述警报器;所述第一检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的其中一节段上,所述第二检测套筒的固定套筒固定连接在相邻所述节段的另一节段上,以使所述第一检测套筒和所述第二检测套筒位于相邻所述节段焊接位置的两侧,所述固定套筒内壁为螺纹孔,所述支撑杆两端设置有与所述固定套筒适配的螺纹,所述支撑杆两端分别与相邻所述节段上的所述固定套筒螺纹连接;

当相邻所述节段之间的焊接位置产生裂缝时,相邻所述节段之间发生位移,使所述支撑杆形成径向力,从而使所述固定套筒内壁产生径向压力,所述压力检测器检测径向压力后启动所述报警器进行报警。

9.如权利要求8所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述固定套筒与所述支撑杆采用与所述起重臂相同材料浇筑,且所述固定套筒和所述支撑杆的厚度尺寸大于所述起重臂上用于连接销的止动板的厚度。

10.如权利要求8所述的智能塔式起重机,其特征在于,所述起重臂还包括风力补偿器,所述风力补偿器包括:风速测量模块,设置在所述起重臂侧面,用于测量风速,并根据所述起重臂的侧面受风面积计算所述起重臂受到的风力;

补偿模块,与所述风速测量模块和所述压力检测器连接,用于接收所述风速测量模块计算获得的风力,并将接收的风力以径向压力的反向力输入所述压力检测器;

预警模块,与所述风速测量模块连接,用于接收所述风速测量模块计算的风力与设定风力比较,并在接收的风力大于设定风力时进行预警。